机械厂总降压变电所工厂供电课程设计.docx
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机械厂总降压变电所工厂供电课程设计
机械厂总降压变电所工厂供电课程设计
第1章任务书
1.1设计题目
某机械厂总降压变电所的电气设计
1.2设计目的
（1）经过该厂变电所的设计培养学生综合运用所学的基础理论知识、基本技能和专业知识进行分析和解决实际问题的能力。
（2）掌握中小型工厂供电系统设计计算和运行维护所必须的基本理论和基本技能。
（3）掌握供配电设计的基本原则和方法，深刻理解“安全、可靠、优质、经济”的设计要求，为今后从事工厂供配电技术奠定一定的基础。
1.3设计要求
（1）选择变电所主接线方案。
（2）确定变电所主变压器的台数和设备容量、类型。
（3）选择高低压设备和进出线。
（4）选择整定继电保护装置。
1.4设计依据
（1）工厂负荷情况。
该厂铸造车间、电镀车间和锅炉属于二级负荷，其余为三级负荷。
低压动力负荷为三相，额定电压为380V；电气照明为单相，额定电压为220V.
表格1工厂负荷情况
厂房编号
厂房名称
负荷类别
设备容量/kW
需用系数
功率因数
1
铸造车间
动力
300
0.3
0.7
照明
6
0.8
1.0
2
电镀车间
动力
250
0.5
0.8
照明
5
0.8
1.0
3
锅炉房
动力
50
0.7
0.8
照明
1
0.8
1.0
4
金工车间
动力
400
0.2
0.65
照明
10
0.8
1.0
5
机修车间
动力
160
0.2
0.65
照明
4
0.8
1.0
6
仓库
动力
20
0.4
0.8
照明
1
0.8
1.0
（2）供电电源情况。
1）由附近一条35KV的公用电源干线取得工作电源，干线导线型号LGJ-185,等边三角形排列，线距1。
5m，干线长度10km。
干线首端断路器容量为200MVA。
此断路器配备有定时限过流保护和点流速断保护，定时限过电流保护动作时间为1.7s。
为了满足工厂二级负荷要求，采用长度为20km的35kV架空线路取得备用电源。
2）变电所最大负荷时功率因数不低于0.9；
3）其它资料（平面图、气象、地质水文等）略。
1.5设计任务
（1）负荷计算和无功功率补偿。
（列出负荷计算表）
（2）主变压器台数、容量和类型的选择。
（3）变电所主接线方案的设计（绘图—3号图纸）。
（4）短路计算。
（5）变电所一次设备的选择与校验。
（6）选择整定继电保护装置。
1.6设计时间安排
（1）进行负荷计算，无功补偿计算，收集相关资料----1天
（2）电气系统接线设计，变压器的选择--------------1天
（3）短路计算等相关计算--------------------------1天
（4）电气设备选择与校验--------------------------2天
（5）继电保护选择、整定计算----------------------1天
（6）绘制图表，完成设计报告----------------------1天
1.7设计报告格式要求
（1）课程设计报告封面有学院统一印制，文档用B5纸。
（2）课程设计报告编排结构：
1）封面。
2）前言。
3）目录。
4）任务书。
5）负荷计算和无功功率补偿。
6）主变压器台数、容量和类型的选择。
7）变电所主接线方案的设计。
8）短路计算。
9）变电所一次设备的选择与校验。
10）选择整定继电保护装置。
11）防雷保护和接地装置设计。
12）结束语。
13）参考文献（书写格式）；【1】作者1作者2.书名。
（版次）。
出版地：
出版社，出版年份14）附录（如元器件明细表等）。
15）附图。
画图用3号图纸。
（3）书写要求工整，图表要求规范。
第2章负荷计算和无功功率补偿.
2.1负荷计算
铸造车间
动力:
=PeKd=3000.3=90kW
=tanΦ=91.8kvar
照明:
=PeKd=60.8=4.8kW
=tanΦ=0
总计=94.8,=91.8,==132.0kVA,==200.5A
电镀车间
动力：
=PeKd=2500.5=125kW
=tanΦ=93.8kvar
照明：
=PeKd=50.8=4.0kW
=tanΦ=0
总计=129.0,=91.8,==132.0kVA,==200.5A
编号
名称
类别
设备容量
Pe/kW
需要系数
Kd
CosΦ
tanΦ
计算负荷
Pc/kW
Qc/kvar
Sc/kVA
Ic/A
1
铸造车间
动力
300
0.3
0.7
1.02
90.0
91.8
——
——
照明
6
0.8
1.0
0
4.8
0
——
——
小计
306
——
94.8
91.8
132.0
200.5
2
电镀车间
动力
250
0.5
0.8
0.75
125.0
93.8
——
——
照明
5
0.8
1.0
0
4.0
0
——
——
小计
255
——
129.0
93.8
159.5
242.3
3
锅炉房
动力
50
0.7
0.8
0.75
35.0
26,3
——
——
照明
1
0.8
1
0
0.8
0
——
——
小计
51
——
35.8
26.3
44.4
67.4
4
金工车间
动力
400
0.2
0.65
1.17
80.0
93.6
——
照明
10
0.8
1.0
0
8.0
0
——
——
小计
410
——
88.0
93.6
128.5
195．2
5
机修车间
动力
160
0.2
0.65
1.17
32.0
37.4
——
——
照明
4
0.8
1.0
0
3.2
0
——
——
小计
164
——
35.2
37.4
51.4
78.1
6
仓库
动力
20
0.4
0.8
0.75
8
6.0
——
——
照明
1
0.8
1.0
0
0.8
0
——
——
小计
21
——
8.8
6.0
10.6
16.2
总计
动力
1180
391.6
348.9
____
____
照明
25
计入K∑p=0.9K∑q=0.9
0.747
352.44
314.01
472.05
717.21
2.2无功功率补偿
（1）由表可知，补偿前变压器低压侧的视在计算负荷为：
472.05KVA
则,变电所低压侧的功率因数为：
0.747
（2）确定补偿容量
现要求在高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，因此我们考虑到变压器的损耗，可设低压侧补偿后的功率因数为0.95来计算需要补偿的容量。
200.89kvar
（3）补偿后的计算负荷和功率因数
低压侧的计算负荷为：
=370.15KVA
此时变压器的损耗为：
5.55KW
22.20kvar
变电所10kv侧的计算负荷为：
357.99KW
135.32KVAR
=382.71KVA
=0.015Sc=5.74KW
=0.06Sc=22.96kvar
变电所高压侧的功率因数为：
符合任务书要求
项目
CosΦ
计算负荷
Pc/kW
Qc/kvar
Sc/kVA
Ic/A
380V侧补偿前负荷
0.747
352.44
314.01
472.05
717.21
380V侧无功补偿容量
-200.89
380V补偿后负荷
0.95
352.44
113.12
370.15
562.38
10KV变压器功率损耗
5.74
22.96
10KV侧负荷计算
0.93
357.99
135.32
382.71
22.10
35KV变压器功率损耗
5.74
22.96
35KV侧负荷计算
0.92
363.73
158.28
396.68
6.54
第3章主变压器台数、容量和类型的选择
3.1变电所主变压器的选择
根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器能够有下列两种方案：
（1）装设一台主变压器,型式采用S9，而容量根据选择，即=456.55~557.17KVA,选一台S9-630/35型低损耗配电变压器。
至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。
（2）装设两台主变压器型式也采用S9，每台容量按式SN·T≈（0.6～0.7）S30选择，即SN·T≈（0.6～0.7）×398kVA=（238.8~278.6）kVA
因此选两台S9-315/35型低损耗配电变压器。
主变压器的联结组别均采用Yyn0。
两种主结线方案的比较
（1）
比较项目
装设一台主变的方案
装设两台主变的方案
技
术
指
标
供电安全性
满足要求
满足要求
供电可靠性
基本满足要求
满足要求
供电质量
由于一台主变，电压损耗略大
由于两台主变并列，电压损耗略小
灵活方便性
只一台主变，灵活性稍差
由于有两台主变，灵活性较好
扩建适应性
稍差一些
更好一些
经
济
指
标
电力变压器的
综合投资额
查得S9-630的单价为7.47万元，而变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2×7.47万元＝14.94万元
查得S9-315的单价为5.31万元，因此两台综合投资为4×5.31万元＝21.24万元，比一台主变方案多投资6.3万元
高压开关柜（含计量柜）的综合投资额
查得GG-1A（F）型柜按每台3.5万元计，查表得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4×1.5×3.5万元＝21万元
本方案采用6台GG-1A（F）柜，其综合投资约为6×1.5×3.5万元＝31.5万元，比一台主变方案多投资10.5万元
电力变压器和高压开关柜的年运行费
参照计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为3.706万元（其余略）
主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为6.752万元，比一台主变方案多耗3.046万元
交供电部门的一次性
供电贴费
按800元/kVA计，贴费为630×0.08万元＝50.4万元
贴费为2×400×0.08万元＝64万元，比一台主变方案多交13.6万元
考虑到设计预算的需要，本设计采用方案
（1）按照上述原则，10kv变压器选择
S9-630/10型低损耗配电变压器
第4章主结线方案的选择
4.1变配电所主结线的选择原则
（1）当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。
（2）当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。
（3）当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。
（4）为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。
（5）接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。
（6）6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。
（
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